Evrenin genişlediğinin keşfedilmesinden sonra gökbilimcilerin aklına doğal bir soru geldi: Bu genişleme zamanla nasıl değişiyordu? Evrendeki bütün madde, kütle çekimi aracılığıyla birbirini çeker. Bu nedenle bilim insanlarının büyük çoğunluğu, kütle çekiminin genişlemeyi yavaş yavaş frenlemesi gerektiğini düşünüyordu. Yukarı doğru atılan bir topun yerçekimi nedeniyle yavaşlaması gibi, evrenin genişlemesi de zamanla yavaşlamalıydı. Asıl soru, bu yavaşlamanın ne kadar güçlü olduğuydu. Genişleme sonsuza kadar sürecek miydi, yoksa bir gün durup tersine mi dönecekti?

Doksanlı yılların sonunda iki ayrı gökbilimci ekibi, bu soruyu yanıtlamak için uzak galaksilerdeki süpernova patlamalarını incelemeye başladı. Belirli bir türdeki süpernovalar, patladıklarında hemen hemen aynı miktarda ışık yayar. Bu özellik, onları uzaklık ölçümü için değerli birer standart mum yapar. Bir süpernovanın ne kadar parlak göründüğüne bakarak, onun ne kadar uzakta olduğu hesaplanabilir. Bu uzaklıklar, galaksilerin uzaklaşma hızlarıyla karşılaştırıldığında, evrenin genişleme hızının geçmişte nasıl değiştiği anlaşılabilir.

Ekipler, uzak süpernovaların beklenenden daha sönük göründüğünü fark etti. Bu, onların beklenenden daha uzakta olduğu anlamına geliyordu. Bu sonucun en akla yatkın açıklaması şaşırtıcıydı: Evrenin genişlemesi yavaşlamıyor, aksine hızlanıyordu. Araştırmacılar başlangıçta bu sonuçtan kuşku duydu ve olası hataları titizlikle aradı. Ancak birbirinden bağımsız çalışan iki ekibin aynı sonuca ulaşması, bulgunun güvenilirliğini artırdı. Bu keşif, 2011 yılında Nobel Fizik Ödülü ile onurlandırıldı.

Evrenin genişlemesinin hızlanması, kütle çekimine karşı koyan bir şeyin varlığını gerektiriyordu. Bilim insanları, doğası henüz bilinmeyen bu şeye karanlık enerji adını verdi. Karanlık enerji, uzayın kendisine ait bir enerji gibi davranır ve uzayı genişlemeye iten bir etki oluşturur. Mevcut ölçümlere göre karanlık enerji, evrenin toplam enerji ve madde içeriğinin yaklaşık yüzde yetmişini oluşturur. Başka bir deyişle evrenin büyük bölümü, hakkında neredeyse hiçbir şey bilmediğimiz bir bileşenden oluşmaktadır.

Karanlık enerjinin en basit açıklaması, Einstein'ın yıllar önce denklemlerine eklediği ve sonradan bir hata olarak gördüğü kozmolojik sabittir. Einstein bu terimi evreni durağan tutmak için eklemişti. Bugün aynı terim, evrenin hızlanan genişlemesini açıklamak için yeniden kullanılmaktadır. Bu açıklamaya göre karanlık enerji, uzayın her noktasında sabit bir yoğunluğa sahip olan bir enerjidir. Uzay genişledikçe toplam karanlık enerji miktarı artar ve etkisi giderek daha baskın hâle gelir.

Kozmolojik sabit açıklamasının önemli bir sorunu vardır. Kuantum fiziğine göre boş uzay, sürekli ortaya çıkıp kaybolan sanal parçacıklarla dolu bir ortamdır ve bu nedenle bir enerjiye sahip olmalıdır. Ancak kuantum fiziği kullanılarak yapılan hesaplamalar, bu enerjinin gözlemlenen karanlık enerji miktarından akıl almaz derecede büyük olması gerektiğini öngörür. Aradaki fark o kadar büyüktür ki, bu durum bazı fizikçiler tarafından fizik tarihinin en kötü öngörüsü olarak nitelendirilir. Bu çelişki, fiziğin temel kuramlarının henüz tam olarak birleştirilemediğini gösteren önemli bir işarettir.

Bazı bilim insanları ise karanlık enerjinin sabit olmadığını, zaman içinde değişebilen dinamik bir alan olabileceğini öne sürer. Bazıları da karanlık enerji yerine, Einstein'ın kütle çekimi kuramının çok büyük ölçeklerde değiştirilmesi gerektiğini düşünür. Bu farklı açıklamaları birbirinden ayırt edebilmek için, evrenin genişleme tarihinin çok daha hassas biçimde ölçülmesi gerekir. Son yıllarda yapılan bazı büyük gözlem projelerinin ilk sonuçları, karanlık enerjinin zamanla değişiyor olabileceğine dair ipuçları vermiştir; ancak bu sonuçlar henüz kesin değildir.

Karanlık enerjinin doğası, evrenin uzak geleceğini de belirleyecektir. Eğer karanlık enerji sabitse, evren sonsuza kadar giderek hızlanarak genişlemeyi sürdürecektir. Bu durumda çok uzak bir gelecekte, galaksiler birbirinden o kadar uzaklaşacak ki kendi galaksimizin dışındaki galaksiler gökyüzünden tamamen kaybolacaktır. Eğer karanlık enerji zamanla güçlenirse, genişleme sonunda galaksileri, yıldızları ve hatta atomları bile parçalayabilir. Karanlık enerji zayıflarsa ise genişleme bir gün durabilir. Bu senaryoların hangisinin gerçekleşeceği, karanlık enerjinin gerçek doğasına bağlıdır.

Karanlık enerjinin keşfi, kozmolojide bir paradigma değişikliğine yol açmıştır. Bu keşiften önce bilim insanları, evrenin bileşimini büyük ölçüde anladıklarını düşünüyordu. Bugün ise evrenin yaklaşık yüzde yetmişinin karanlık enerjiden, yüzde yirmi beşinin karanlık maddeden oluştuğu, bildiğimiz sıradan maddenin ise yalnızca yaklaşık yüzde beşlik bir paya sahip olduğu düşünülmektedir. Bilimin son yüzyılda elde ettiği olağanüstü başarılara karşın, evrenin büyük bölümü hâlâ bir gizem olarak kalmaktadır.

Karanlık enerji, belki de modern fiziğin en büyük çözülmemiş sorunudur. Bu sorunun yanıtı, yalnızca evrenin geleceğini değil, uzay, zaman ve enerjinin en temel doğasını anlamamızı da sağlayabilir.